Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Global food systems need to undergo drastic changes to decrease greenhouse gas emissions and increase the sustainability in all aspects – environmentally, socially, and economically. The COVID-19 pandemic and the war in Ukraine have shown how sensitive the global food systems are to disruptions, as many countries depend on food imports. To increase food security and the sustainability of our food systems, there is a need to promote local food value chains and change to a more plant-based diet. This project has a broad view on the food value chain around vegan and organic lupin ice cream that is sourced and produced in Sweden, where cultivation of blue lupin, processing of lupin seeds and financial aspects regarding these two parts are considered. To assess the processing part, protein was extracted from lupin seeds and used to make lupin ice cream. A sensory analysis was carried out to determine if the ice cream production had been successful.
The literature study showed that it is possible to grow blue lupin with good results in Sweden, especially in the south of Sweden, both in terms of yield and farm income. Blue lupin is valued as a break crop with a high protein content that can be grown as an alternative, or as an addition, to field peas (Pisum Sativum) in Swedish crop rotations, due to a low pest and disease pressure. There is no need to fertilize blue lupin as the deep roots take up the P and K needed and the biological nitrogen fixation is high. The deep roots improve soil structure and this together with the high nitrogen fixation makes it a good pre-crop for the next crop. The drawbacks of growing blue lupin are mostly connected to the start-up phase of the cultivation, as there is a steep learning curve on how to manage this, to most growers in Sweden, new crop. The cost of seeds and the need for inoculation when sowing lupin for the first time is also a drawback for some farmers.
Protein was successfully extracted from lupin seeds and used as a base for vegan ice cream. Only Swedish and organic ingredients were used for the lupin ice cream and resulted in three different flavours: Raspberry, strawberry and elderflower. Both taste and texture got good scores for all three flavours during the sensory analysis, showing the potential of a new product. The lupin ice cream is different from most other ice creams on the Swedish market, offering a new sustainable alternative. By using local ingredients, the processing part of the food value chain is less dependent on imports, and by using ingredients that are both local and organic, the production part of the food value chain becomes less dependent on imports as well. Since only the protein is extracted from the lupin seeds, more research is needed to find a use for the rest of the seed. There is also a high water usage for extracting the protein that needs to be optimized.
With a normal to high grain yield, blue lupin has the potential of being one of the better organic crops in terms of gross margin when it is used for human consumption. There is also a potential for increased margins once the cultivation is more established. Further development is needed to reach a more reasonable retail price for the lupin ice cream, as the premium combination of Swedish and organic ingredients gives it a higher price than most potential competitors, and therefore likely exceeds consumers’ willingness to pay.

Globala livsmedelssystem behöver drastiskt förändras för att minska utsläpp av växthusgaser och öka hållbarheten i alla aspekter – miljömässigt, socialt och ekonomiskt. COVID-19 pandemin och kriget i Ukraina har visat hur känsligt det globala livsmedelssystemet är för störningar, då många länder är beroende av importerade livsmedel. För att säkra försörjningen av livsmedel och öka hållbarheten på livsmedelssystemen, så finns det ett behov av att främja lokala värdekedjor och byta till en mer växtbaserad diet. Detta projekt ger en överblick av en värdekedja kring vegansk och ekologisk lupinglass som är producerad i Sverige med svenska ingredienser, där odling av sötlupin (Lupinus angustifolius), processning av lupinbönor och ekonomin kring dessa två delar tas i beaktande. För att bedöma processningsdelen extraherades protein från lupinbönor och användes till att producera lupinglass. En sensorisk analys utfördes för att avgöra om produktionen av lupinglass hade lyckats.
Resultat från en litteraturstudie visar att det går att odla sötlupin med goda resultat i Sverige, speciellt i södra Sverige, både vad gäller skörd och inkomster till gården. Sötlupin värdesätts som avbrottsgröda med högt proteininnehåll som kan odlas som ett alternativ, eller som ett tillägg, till ärtor (Pisum sativum) i växtföljden, tack vare ett lågt sjukdoms- och skadedjurstryck. Det finns inget behov av att gödsla sötlupin då djupa rötter tar upp det P och K som behövs och kvävefixeringen är hög, näring som forslas bort med skörden ersätts med fördel genom att gödsla en annan gröda i växtföljden. De djupa rötterna förbättrar jordstrukturen och detta tillsammans med den höga kvävefixeringen gör sötlupin till en bra förfrukt. Potentiella hinder för odling av sötlupin är till stor del kopplade till starten av odlingen, då odlaren behöver lära sig hantera en gröda som för de flesta odlare i Sverige är en helt ny gröda. Kostnaden för utsädet och behovet av ympning när sötlupin ska sås på nya fält är också nackdelar, men sparas en del av skörden så blir kostnaden för utsäde mindre redan nästa säsong, och behovet av ympning minskar också med tiden.
Protein extraherades med bra resultat från lupinbönor och användes som en bas till vegansk glass. Endast svenska ekologiska ingredienser användes till lupinglassen och resulterade i tre smaker: Hallon, jordgubb och fläderblom. Både smak och konsistens på alla tre smaker fick bra betyg under den sensoriska analysen, vilket visar potentialen för en ny produkt. Lupinglassen är annorlunda än de flesta andra glassar på svenska marknaden och erbjuder ett hållbart alternativ. Genom att använda svenska ingredienser kan processningsdelen av värdekedjan bli mindre importberoende, och genom att använda svenska ekologiska ingredienser så blir även odlingsdelen av värdekedjan mindre importberoende. Eftersom endast proteinet extraherades från lupinbönorna, så behövs mer forskning kring vad övriga komponenter från lupinbönan kan användas till. Vid proteinextraktionen används också en stor mängd vatten, något som behöver optimeras.
Med en normal till hög fröskörd, har sötlupin potentialen att vara en av de bättre ekologiska grödorna vad gäller bruttomarginal, när bönorna används för humankonsumtion. Det finns även potential till att öka marginalerna när odlingen är mer etablerad. Lupinglassen behöver utvecklas ytterligare för att få ner försäljningspriset till en rimlig nivå, kombinationen av svenska ekologiska ingredienser resulterar i ett pris som är högre än många konkurrenters, och därmed sannolikt överstiger vad konsumenter är villiga att betala.